KR101178811B1 - Fast channel change in digital video broadcast systems over dsl using redundant video streams - Google Patents
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Abstract
디지털 가입자 회선(DSL: Digital Subscriber Line) 시스템에서 채널 변경을 할 수 있게 하는 방법 및 장치가 제공된다. 채널 변경을 할 수 있게 하기 위한 채널 변경 처리 유닛은 동일한 프로그램에 대응하는 적어도 두 개의 비디오 스트림을 수신하고, 적어도 두 개의 비디오 스트림에서 인트라-코딩된 화상의 위치를 기초로 해서 송신하기 위한 적어도 두 개의 비디오 스트림 중 하나를 선택하기 위한 선택기(134)를 포함한다.
A method and apparatus are provided for enabling channel change in a Digital Subscriber Line (DSL) system. The channel change processing unit for enabling channel change receives at least two video streams corresponding to the same program, and at least two for transmitting based on the position of the intra-coded picture in the at least two video streams. A selector 134 for selecting one of the video streams.
Description
관련 출원에 관한 상호-참조Cross-References to Related Applications
본 출원은 2004년 7월 7일자로 출원된 미국 가특허출원(제 60/586,117호)의 이익을 청구하며, 이 가특허출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 병합된다.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 586,117, filed Jul. 7, 2004, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
본 발명은 일반적으로 디지털 가입자 회선(DSL: Digital Subscriber Line) 시스템에 관한 것이며, 좀더 상세하게는 병렬 스트림을 사용하는 DSL 시스템에서 고속 채널 변경을 할 수 있게 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
DSL 방송 시스템 상의 상업적 비디오에서, 최종 사용자가 채널을 고속으로 변경할 수 있게 하는 것이 바람직하다. MPEG-2 및JVT/H.264/MPEG AVC와 같이 유행하는 비디오 압축 표준은 인트라 및 인터 코딩을 사용한다. 적절한 디코딩을 위해, 디코더는 인트라-코딩된(I) 화상으로 시작하는 압축된 비디오 시퀀스를 디코딩해아 하며, 그런 다음 후속한 인터-코딩된(P 및 B) 화상을 계속해서 디코딩해야 한다. 화상 그룹(GOP)은 I 화상 및 여러 후속한 P 및 B 화상을 포함할 수 있다. I 화상은 전형적으로 3 내지 10배 더 많은 비트 범위에서 등가의 비디오 품질의 P 또는 B 화 상이 필요로 하는 것보다 코딩할 더 많은 비트를 필요로 한다. 수신기가, 수신기의 채널 변경이나 초기의 켬 다음에, 먼저 특정한 채널 상에서 프로그램을 수신하기 시작할 때, 수신기는 I 화상이 적절히 디코딩을 시작하기 위해 수신될 때까지 대기해야 하며, 이것은 지연을 야기한다.In commercial video on a DSL broadcast system, it is desirable to allow end users to change channels quickly. Popular video compression standards such as MPEG-2 and JVT / H.264 / MPEG AVC use intra and inter coding. For proper decoding, the decoder must decode the compressed video sequence starting with the intra-coded (I) picture, and then continue decoding the subsequent inter-coded (P and B) picture. The picture group (GOP) may include an I picture and several subsequent P and B pictures. An I picture typically requires more bits to code than a P or B picture of equivalent video quality needs in a 3 to 10 times more bit range. When the receiver first begins to receive a program on a particular channel following a channel change or initial on of the receiver, the receiver must wait until the I picture is received to begin decoding properly, which causes a delay.
디지털 비디오 방송 시스템에서 채널변경 지연을 최소화하기 위해, I 화상은 빈번하게 예컨대 매 N개의 화상마다 전형적으로 전송된다. 예컨대, (이 시스템의 비디오 압축 부분의) 1/2 제 2 지연시킬 수 있기 위해, 30 프레임/초(fps)에 대해 N(N=15)개의 컨텐츠를 사용하는 것이 일반적이다. 압축된 I 화상이 압축된 P 및 B 화상보다 훨씬 더 크므로, 이것은, 만약 I 화상이 너무 빈번하게 삽입되었다면 필요했었을 수 있는 것보다 비트율을 상당히 증가시킨다.In order to minimize channel change delays in digital video broadcasting systems, I pictures are frequently transmitted, eg every N pictures. For example, it is common to use N (N = 15) content for 30 frames / second (fps) in order to be able to delay the second half (of the video compression portion of this system). Since the compressed I picture is much larger than the compressed P and B pictures, this significantly increases the bit rate than would have been necessary if I pictures were inserted too frequently.
일부 시스템에서, 완전한 I 화상을 빈번하게 전송하는 대신, "순차적인 리프레시"라고 불리는 기술이 사용되며, 여기서 화상 부분은 인트라 코딩된다. 전형적으로, 화상 내의 모든 매크로블록은 N-화상 기간 동안 적어도 한번씩 인트라-코딩된다. I 화상은 전형적으로 P 및 B 화상보다 상당히 더 많은 인코딩할 비트를 필요로 한다.In some systems, instead of frequently sending a complete I picture, a technique called "sequential refresh" is used, where the picture portion is intra coded. Typically, all macroblocks in a picture are intra-coded at least once during the N-picture period. I pictures typically require significantly more bits to encode than P and B pictures.
JVT/H.264/MPEG AVC 압축 표준에서, P 및 B 화상은 선행하는 I 화상 이전에 화상을 포함하는 다수의 기준 화상을 사용하여 예측될 수 있다. 이 표준은 랜덤 액세스 포인트를 독립 디코더 리프레시(Independent Decoder Refreshes) 즉 IDRs로서 식별하며, 이로 인해 IDR은 IDR이전에 어떠한 기준 화상도 IDR 다음의 화상을 예측할 때 사용되지 않아야 함을 강제한다. 화상은 서로 다른 타입의 슬라이스를 사용 하여 코딩될 수 있다. 모든 코딩된 슬라이스가 I 타입인 화상이 I 화상으로서 지칭될 수 있다.In the JVT / H.264 / MPEG AVC compression standard, P and B pictures can be predicted using multiple reference pictures, including pictures before the preceding I picture. This standard identifies random access points as Independent Decoder Refreshes, or IDRs, which force the IDR to not use any reference picture before the IDR to predict the picture following the IDR. The picture may be coded using different types of slices. A picture in which all coded slices are I type may be referred to as an I picture.
JVT/H.264/MPEG AVC 압축 표준은 다음과 같은 표준에서 한정된 중복 화상이라 불리는 툴을 포함한다:The JVT / H.264 / MPEG AVC compression standard includes a tool called duplicated picture defined in the following standards:
중복 코딩된 화상: 화상이나 화상의 일부분의 코딩된 표현. 중복 코딩된 화상의 컨텐츠는 이러한 권고│국제 표준에 부합하는 비트스트림에 대한 디코딩 방법에 의해 사용되지 않아야 한다. 중복 코딩된 화상은 1차 코딩된 화상에서 모든 매크로블록을 포함하지 않아야 한다. 중복 코딩된 화상은 디코딩 방법에 규범적인 영향을 미치지 않는다. 1차 코딩된 화상을 또한 참고하기 바람.Redundant coded picture: A coded representation of a picture or portion of a picture. The content of redundantly coded pictures shall not be used by the decoding method for bitstreams conforming to this Recommendation | International Standard. The redundant coded picture should not contain all macroblocks in the primary coded picture. Overcoded pictures do not have a normative effect on the decoding method. See also primary coded picture.
슬라이스 헤더는 redundant_pic 필드를 포함하며, 이러한 필드의 의미는 다음과 같이 JVT/H.264/MPEG AVC 압축 표준에 한정된다:The slice header contains redundant_pic fields, the meaning of which is specific to the JVT / H.264 / MPEG AVC compression standard as follows:
redundant_pic_cnt는 1차 코딩된 화상에 속한 슬라이스 및 슬라이스 데이터 구획에 대해 0이어야 한다. redundant_pic_cnt는 중복 코딩된 화상에서 코딩된 슬라이스 및 코딩된 슬라이스 데이터 구획에 대해 0보다 커야 한다. redundant_pic_cnt가 존재하지 않을 때, 그 값은 0이라고 추론되어야 한다. redundant_pic_cnt의 값은 0 내지 127(경계값 포함)의 범위에 있어야 한다. redundant_pic_cnt must be 0 for slice and slice data partitions belonging to the primary coded picture. redundant_pic_cnt must be greater than 0 for coded slices and coded slice data partitions in a redundant coded picture. When redundant_pic_cnt is not present, its value must be inferred to be zero. The value of redundant_pic_cnt must be in the range of 0 to 127, inclusive.
- 만약 슬라이스 데이터 구획 A RBSP의 구문 요소가 슬라이스에 대한 슬라이스 데이터에서의 카테고리 3의 임의의 구문 요소의 존재를 지시한다면, 슬라이스 데이터 구획 A RBSP에서와 동일한 slice_id 및 redundant_pic_cnt의 값을 갖는 슬라이스 데이터 구획 B RBSP가 존재해야 한다.Slice data partition B with the same values of slice_id and redundant_pic_cnt as in slice data partition A RBSP, if the syntax element of slice data partition A RBSP indicates the presence of any syntax element of
- 그렇지 않다면(슬라이스 데이터 구획 A RBSP의 구문 요소가 슬라이스에 대한 슬라이스 데이터에서의 카테고리 3의 임의의 구문 요소의 존재를 지시하지 않는다면), 슬라이스 데이터 구획 A RBSP에서와 동일한 slice_id 및 redundant_pic_cnt의 값을 갖는 어떠한 슬라이스 데이터 구획 B RBSP도 존재하지 않아야 한다.Otherwise (unless the syntax element of slice data partition A RBSP indicates the presence of any syntax element of
채널 변경 스트림이 정상 비디오 비트스트림과 함께 인코딩되고 송신되는 시스템이 제안되었다. 채널 변경 스트림은 정상 비트스트림에서의 I 화상보다 더 높은 주파수에서 전송되는 더 낮은 품질의 I 화상을 포함한다. 사용자가 새로운 채널에 튜닝할 때, 재생은 정상 스트림 또는 채널 변경 스트림 중 어느 하나에서 제 1 I 화상을 수신하자마자 시작할 수 있다. 이 시스템은 시스템에서 중간 포인트에 저장하기 위한 채널 변경이나 가능성의 임의의 업스트림 지시가 없는 엔드-투-엔드 방송 시스템을 대상으로 한다.A system has been proposed in which the channel change stream is encoded and transmitted along with the normal video bitstream. The channel change stream contains a lower quality I picture transmitted at a higher frequency than the I picture in the normal bitstream. When the user tunes to a new channel, playback can begin as soon as the first I picture is received in either the normal stream or the channel change stream. The system is targeted at end-to-end broadcast systems without any upstream indication of channel changes or possibilities for storing at the midpoint in the system.
감소된 해상도 업데이트 코덱이, 예측 나머지(prediction residuals)가 시퀀스에서 코딩된 화상 중 일부에 대해 더 낮은 해상도로 코딩될 수 있는 반면, 시퀀스 내의 다른 코딩된 화상이 최대 해상도로 코딩되도록 사용되는 또 다른 시스템이 제안되었다. 그러나, 이 시스템은 개선된 채널 변경 효율에 대한 임의의 성능을 제공하지 않는다.Another system in which a reduced resolution update codec is used such that prediction residuals can be coded at a lower resolution for some of the pictures coded in the sequence, while other coded pictures in the sequence are coded at full resolution. This has been proposed. However, this system does not provide any performance for improved channel change efficiency.
채널 변경 스트림이 지역 광대역 네트워크에 걸쳐 정상 비트스트림과 함께 인코딩되고 송신되는 또 다른 시스템이 제안되었다. 이들 스트림은 DSLAM에서 저장될 수 있다. 사용자 채널 변경 요청이 DSLAM에서 수신될 때, 채널 변경 스트림이 짧은 전이 기간 동안에 DSL 국부 루프에 걸쳐서 전송되며, 그런 다음 정상 스트림 이 전송된다. 만약 채널 변경 스트림으로 코딩된 화상이 그 대응하는 정상 스트림으로 코딩된 화상보다 더 크다면, DSL 국부 루프의 순시 대역폭 요건이 증가될 것이다. 이것은 디코더 및 DSLAM에서 인코더 율 제어 및 버퍼 오버플로우/언더플로우에 문제를 초래할 수 있다. 이 문제는 채널 변경 스트림으로 코딩된 화상의 크기를 제한함으로써 피할 수 있으며, 이것은 채널 변경 다음의 전이 기간 동안에 더 낮은 품질 비디오를 초래한다.Another system has been proposed in which the channel change stream is encoded and transmitted with the normal bitstream over the local broadband network. These streams can be stored in DSLAM. When a user channel change request is received at the DSLAM, the channel change stream is sent over the DSL local loop for a short transition period, followed by the normal stream. If the picture coded with the channel change stream is larger than the picture coded with the corresponding normal stream, the instantaneous bandwidth requirement of the DSL local loop will be increased. This can cause problems with encoder rate control and buffer overflow / underflow at the decoder and DSLAM. This problem can be avoided by limiting the size of the picture coded into the channel change stream, which results in lower quality video during the transition period following the channel change.
종래기술의 이들 및 다른 결점과 단점은 병렬 스트림을 사용하여 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 고속 채널 변경할 수 있게 하는 방법 및 장치에 관한 본 발명에 의해 해결된다.These and other drawbacks and drawbacks of the prior art are addressed by the present invention with respect to a method and apparatus for enabling fast channel switching in digital subscriber line (DSL) systems using parallel streams.
본 발명의 양상에 따라, 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템의 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)에서, 채널 변경할 수 있게 하기 위한 채널 변경 처리 유닛이 제공된다. 채널 변경 처리 유닛은 동일한 프로그램에 대응하는 적어도 두 개의 비디오 스트림을 수신하고, 적어도 두 개의 비디오 스트림에서 인트라-코딩된 화상의 위치에 기초하여 송신을 위한 적어도 두 개의 비디오 스트림 중 하나를 선택하기 위한 선택기를 포함한다.According to an aspect of the present invention, in a digital subscriber line access multiplexer (DSLAM) of a digital subscriber line (DSL) system, a channel change processing unit is provided for enabling channel change. The channel change processing unit receives at least two video streams corresponding to the same program and selects one of the at least two video streams for transmission based on the position of the intra-coded picture in the at least two video streams. It includes.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 채널 변경할 수 있게 하기 위한 비디오 인코더가 제공된다. 비디오 인코더는, 적어도 두 개의 비디오 스트림이 적어도 두 개의 비디오 스트림의 서로 다른 위치에 발생하는 인트라-코딩된 화상을 포함하도록 동일한 프로그램에 대응하는 적어도 두 개의 비디오 스트림을 코딩하기 위한 인코더를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a video encoder is provided for enabling channel change in a digital subscriber line (DSL) system. The video encoder comprises an encoder for coding at least two video streams corresponding to the same program such that the at least two video streams contain intra-coded pictures occurring at different locations of the at least two video streams.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템의 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)에서, 채널 변경할 수 있게 하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 동일한 프로그램에 대응하는 적어도 두 개의 비디오 스트림을 수신하는 단계와, 적어도 두 개의 비디오 스트림에서 인트라-코딩된 화상의 위치를 기초로 해서 송신을 위한 적어도 두 개의 비디오 스트림 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for enabling channel change in a digital subscriber line access multiplexer (DSLAM) in a digital subscriber line (DSL) system is provided. The method comprises the steps of receiving at least two video streams corresponding to the same program, and selecting one of at least two video streams for transmission based on the position of the intra-coded picture in the at least two video streams. It includes.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 채널 변경할 수 있기 위한 인코딩 방법이 제공된다. 이 방법은 적어도 두 개의 비디오 스트림이 적어도 두 개의 비디오 스트림의 서로 다른 위치에서 발생한 인트라-코딩된 화상을 포함하도록 동일한 프로그램에 대응하는 적어도 두 개의 비디오 스트림을 코딩하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an encoding method is provided for enabling channel change in a digital subscriber line (DSL) system. The method includes coding at least two video streams corresponding to the same program such that the at least two video streams contain intra-coded pictures originating at different locations of the at least two video streams.
본 발명의 이들 및 다른 양상, 특성 및 장점은 첨부한 도면과 연계하여 읽게될 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 통해 분명해질 것이다.These and other aspects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of exemplary embodiments to be read in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명은 다음의 예시적인 도면에 따라 더 잘 이해될 수 있다.The invention can be better understood according to the following illustrative figures.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 예시적인 엔드-투-엔드 구조에 대한 블록도.1 is a block diagram of an exemplary end-to-end structure in accordance with the principles of the present invention.
도 2a는 본 발명의 원리에 따라 두 개의 병렬 비디오 비트스트림에 대한 예시적인 화상 코딩 패턴을 도시한 도면.FIG. 2A illustrates an exemplary picture coding pattern for two parallel video bitstreams in accordance with the principles of the present invention. FIG.
도 2b는 종래기술에 따른 예시적인 화상 코딩 패턴을 도시한 도면.2B illustrates an exemplary picture coding pattern in accordance with the prior art.
도 3은 본 발명의 원리에 따라 예시적인 화상 코딩 순서 패턴을 도시한 도면.3 illustrates an exemplary picture coding order pattern in accordance with the principles of the present invention.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 채널 변경할 수 있게 하기 위한 예시적인 방법을 도시한 도면.4 illustrates an exemplary method for enabling channel change in a digital subscriber line (DSL) system in accordance with the principles of the present invention.
본 발명은 병렬 스트림을 사용하는 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 고속 채널 변경할 수 있게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. DSL 국부 루프는 DSL 시스템에 걸친 엔드-투-엔드 비디오의 대부분 대역폭 강제된 링크이다. 유리하게, 본 발명은 DSL 국부 루프 대역폭을 최소화하면서 낮은 채널 변경 지연을 허용하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 게다가, 본 발명에 따라, 원하는 채널 변경 지연이 종래기술의 시스템에서 전송되는 것만큼 빈번하게 DSL 국부 루프에 걸쳐 전송될 I 화상을 필요치 않고도 달성될 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for enabling fast channel switching in a digital subscriber line (DSL) system using parallel streams. DSL local loops are most bandwidth-forced links of end-to-end video across DSL systems. Advantageously, the present invention provides a method and apparatus for allowing low channel change delay while minimizing DSL local loop bandwidth. In addition, according to the present invention, the desired channel change delay can be achieved without the need for an I picture to be transmitted over the DSL local loop as frequently as it is transmitted in prior art systems.
본 상세한 설명은 본 발명의 원리를 예시한다. 그에 따라, 당업자는, 비록 본 명세서에서 명시적으로 설명되거나 도시되지 않았을 지라도, 본 발명의 사상과 범주 내에 포함된 본 발명의 원리를 구현하는 여러 장치를 고안할 수 있을 것임을 이해해야 할 것이다.This detailed description illustrates the principles of the invention. As such, those skilled in the art should understand that, although not explicitly described or shown herein, various devices may be devised that implement the principles of the invention that are within the spirit and scope of the invention.
본 명세서에서 언급한 모든 예 및 조건적 문구는 본 발명의 원리와 본 발명자가 종래기술을 진전시키는데 기여한 개념의 이해를 돕기 위한 교육적인 용도를 위한 것이며, 그러한 구체적으로 언급한 예 및 조건에만 제한되지 않도록 이해될 것이다.All examples and conditional statements mentioned herein are for educational purposes to aid in understanding the principles of the invention and the concepts that the inventors have made in advancing the prior art, and are not limited to those specifically mentioned examples and conditions. Will be understood.
게다가, 본 명세서에서 본 발명의 원리, 양상 및 실시예 뿐만 아니라 그 특정한 예를 열거하는 모든 언급은 본 발명의 구조적 및 기능적 등가 모두를 포함하기 위한 것이다. 추가로, 그러한 등가가 현재 알려진 등가와 미래에 개발된 등가, 즉 구조와 상관없이 동일한 기능을 실행하는 개발된 임의의 요소 모두를 포함하기 위한 것이다.In addition, all references listing the principles, aspects, and embodiments of the present invention, as well as specific examples thereof, are intended to cover both structural and functional equivalents of the present invention. In addition, such equivalents are intended to include both currently known equivalents and future developed equivalents, that is, any elements developed that perform the same function regardless of structure.
그에 따라, 예컨대, 본 명세서에서 나타낸 블록도는 본 발명의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념도를 나타냄이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 유사하게, 임의의 플로우 차트, 플로우 다이어그램, 상태 전이도, 의사코드(pseudocode) 등이 컴퓨터로 판독 가능한 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고 컴퓨터나 프로세서가 명시적으로 도시되는지에 관계없이 그러한 컴퓨터나 프로세서에 의해 수행되는 여러 프로세스를 나타냄을 이해해야 할 것이다.Thus, for example, it should be understood by those skilled in the art that the block diagrams shown herein represent conceptual diagrams of exemplary circuits that implement the principles of the present invention. Similarly, any flow chart, flow diagram, state diagram, pseudocode, etc. can be substantially represented on a computer readable medium and that computer or processor is regardless of whether the computer or processor is explicitly shown. It should be understood that this represents the various processes performed by.
도면에 도시된 여러 요소의 기능은 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 수행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어를 사용하여 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 이러한 기능은 하나의 전용 프로세서에 의해, 하나의 공유 프로세서에 의해, 그 중 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 게다가, 용어 "프로세서"나 "제어기"의 명시적인 사용은 소프트웨어를 수행할 수 있는 하드웨어만을 오로지 지칭하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 저장매체를 제한없이 암묵적으로 포함할 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures may be provided using dedicated hardware as well as hardware capable of performing software in conjunction with appropriate software. When provided by a processor, such functionality may be provided by one dedicated processor, by one shared processor, by a plurality of individual processors, some of which may be shared. In addition, the explicit use of the term "processor" or "controller" should not be construed as referring solely to hardware capable of executing software, and should not be construed as digital signal processor (DSP) hardware, read-only memory (ROM) for storing software. ), Random access memory (RAM) and non-volatile storage media may be implicitly included.
종래의 및/또는 관례적인 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 유사하게, 도면에 도시된 임의의 스위치는 단지 개념적인 것이다. 그 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해, 전용 로직을 통해, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호동작을 통해, 또는 심지어 수동으로 실행될 수 있고, 특정한 기술은 구체적으로 본 문맥을 이해한 구현자에 의해 선택될 수 있다.Other hardware, conventional and / or custom, may also be included. Similarly, any switch shown in the figures is merely conceptual. The function may be executed through the operation of program logic, through dedicated logic, through the interaction of program control and dedicated logic, or even manually, and a particular technique may be selected by an implementor who understands the present context specifically. Can be.
그 청구항에서, 특정한 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 임의의 요소는 예컨대 a) 그러한 기능을 수행하는 회로 요소의 결합이나 b) 기능을 실행하도록 그러한 소프트웨어를 수행하기 위해 적절한 회로와 결합되는 그러므로 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함하여 그러한 기능을 수행하는 임의의 방식을 포함하기 위한 것이다. 그러한 청구항에 의해 한정된 발명은 여러 언급한 수단에 의해 제공된 기능이 청구항이 요구하는 방식으로 함께 결합되고 맺어진다는 점에 있다. 그에 따라 출원인은 이들 기능을 제공할 수 있는 임의의 수단을 본 명세서에서 도시된 기능과 등가인 것으로 간주한다.In that claim, any element expressed as a means for performing a particular function is therefore firmware that is combined with, for example, a) a combination of circuit elements that perform such a function or b) appropriate circuitry for performing such software to perform a function. It is intended to include any manner of performing such functionality, including any form of software, including microcode, and the like. The invention defined by such claims is that the functions provided by the various mentioned means are combined and brought together in the manner required by the claims. Applicant thus regards any means that can provide these functions as equivalent to the functions shown herein.
본 발명의 원리에 따라, 원하는 채널 변경 지연은 종래기술 시스템에서 전송된 것만큼 빈번하게 DSL 국부 루프에 걸쳐서 I 화상이 전송될 것을 요구치 않고도 달성될 수 있다. 둘 이상의 병렬 비디오 비트스트림은 인코더에서 생성되며, 인코더 각각은 임의의 원하는 간격으로 서로 다른 화상 위치의 비트스트림에서 발생하는 I 화상을 포함한다. 병렬 비디오 스트림 중 하나에 대한 I-화상 간격은 결합된 비트스트림의 I-화상의 간격보다 더 크다. 채널 변경 다음의 비디오 디코딩은 결합된 비트스트림의 임의의 I-화상 다음에 시작할 수 있다. 병렬 비디오 비트스트림 중 단 하나만이 주어진 프로그램에 대해 임의의 시간에 DSL 국부 루프에 걸쳐서 전송되어, DSL 국부 루프 비트율 요건은, 여전히 신속한 채널 변경 응답을 허용하면서, 더 큰 I-화상 간격을 하용함으로써 감소된다.In accordance with the principles of the present invention, the desired channel change delay can be achieved without requiring an I picture to be sent across the DSL local loop as frequently as it is transmitted in prior art systems. Two or more parallel video bitstreams are generated at the encoder, each of which includes an I picture that occurs in the bitstream at different picture positions at any desired interval. The I-picture interval for one of the parallel video streams is larger than the I-picture interval of the combined bitstream. Video decoding following a channel change may begin after any I-picture of the combined bitstream. Only one of the parallel video bitstreams is transmitted across the DSL local loop at any time for a given program, so that the DSL local loop bit rate requirement is reduced by using a larger I-picture interval, while still allowing fast channel change response. do.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용될 예시적인 엔드-투-엔드 구조가 일반적으로 참조번호(100)로 지시되어 있다. 예시적인 엔드-투-엔드 구조(100)는 두 개의 병렬 비디오 비트스트림을 사용하는 본 발명의 예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 임의의 수의 병렬 비디오 비트스트림에 적용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 구조(100)는 컨텐츠 제공자(110), 지역 광대역 네트워크(120), 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)(130), 국부 루프(140) 및 셋톱 박스(STB)(150)를 포함한다. 컨텐츠 제공자(110)는 멀티플렉서(114)의 제 1 및 제 2 입력 각각과 신호 통신하는 제 1 및 제 2 출력을 갖는 비디오 인코더(112)를 포함한다. 멀티플렉서(114)의 출력은 컨텐츠 제공자(110)의 출력을 제공하며, 이러한 제공자(110)는 지역 광대역 네트워크(120)와 신호 통신하여 연결된다. 지역 광대역 네트워크(120)는 나아가 DSLAM(130)의 제 1 입력과 신호 통신하여 연결된다.Referring to FIG. 1, an exemplary end-to-end structure to which the present invention is applied is generally indicated by
DSLAM(130)은 선택기(134)의 제 1 및 제 2 입력 각각과 신호 통신하는 제 1 및 제 2 출력을 갖는 디멀티플렉서(132)를 포함한다. DSLAM(130)의 제 1 입력은 디멀티플렉서(132)의 입력과 신호 통신하여 연결되며, DSLAM(130)의 제 2 입력은 선택기(134)의 제 3 입력과 신호 통신하여 연결되며, DSLAM(130)의 출력은 선택기(134)의 출력과 신호 통신하여 연결된다. DSLAM(130)의 제 3 입력과 출력은 국부 루프(140)와 신호 통신하여 연결된다. DSLAM(130)은 또한 본 명세서에서 상호변경 가능하게 "채널 변경 처리 유닛"으로서 지칭될 것임을 이해해야 한다.
STB(150)는 사용자 인터페이스(152)와 비디오 디코더(154)를 포함한다. STB(150)의 출력은 국부 루프(140) 및 사용자 인터페이스(152)와 신호 통신하여 연결되고, STB(150)의 입력은 국부 루프(140) 및 비디오 디코더(154)와 신호 통신하여 연결된다.The
비디오 인코더(112)는 두 개의 병렬 비디오 비트스트림을 생성한다. 두 개의 병렬 비디오 비트스트림은 함께 멀티플렉싱되어 지역 광대역 네트워크(120)에 걸쳐 DSL 액세스 멀티플렉서(DSLAM)(130)로 통신된다. 단순화시키기 위해, 단지 하나의 프로그램의 인코더만이 도 1에 도시되어 있다. 그러나, 실제 시스템에서, 다수의 프로그램이 지원되며 도 1의 요소는 여러 지원된 프로그램에 대해 중복될 수 있임을 이해해야 한다. 사용자는 STB(150) 내의 사용자 인터페이스(152)를 통해 채널 변경을 요청하여 보여질 새로운 프로그램의 스위치를 지시한다. 이러한 요청은 DSLAM(130)에 전송된다.
채널 변경이나 STB(150)를 처음 켬으로 인해, 특정한 프로그램의 재생이 사용자에 의해 요청될 때, 요청이 국부 루프(140)를 거쳐 DSLAM(130)에 전송된다. DSLAM(130)은 DSL 국부 루프(140)를 거쳐 STB(150)에 전송할 병렬 비디오 비트스트림 중 하나를 선택한다.Due to a channel change or first turn on of the
지역 광대역 네트워크(120)에 대한 대역폭 요건은 본 발명에 따라 증가되며, 이는 둘 이상의 병렬 비디오 비트스트림이 각 프로그램에 대해 송신되기 때문이다. DSL 국부 루프(140)에 대한 대역폭 요건은 감소되며, 이는 더 적은 수의 I 화상이 DSL 국부 루프(140)에 걸쳐 송신되기 때문이다. I 화상은 전형적으로 동일한 영상 품질의 P 및 B 화상보다 상당히 더 많은 비트를 필요로 한다.The bandwidth requirement for the
도 2a를 참조하면, 두 병렬 비디오 비트스트림에 대한 예시적인 화상 코딩 패턴이 일반적으로 참조번호(200)로 지시된다. 도 2b를 참조하면, 종래기술의 시스템에 대한 예시적인 화상 코딩 패턴이 일반적으로 참조번호(250)로 지시된다. 도 2b에도시된 종래기술의 시스템에 대한 예시적인 화상 코딩 패턴(250)은 도 2a에 도시된 예시적인 화상 코딩 패턴과 동일한 채널 변경 지연을 가질 것임을 이해해야 한다. 본 발명에 따라, 비트스트림 #1 및 스트림 #2는 지역 광대역 네트워크(120)를 통해 송신될 것이다. 스트림 #1 및 스트림 #2 중 하나만이 DSLAM(130)에 의해 선택됨에 따라 DSL 국부 루프(140)를 거쳐 송신된다. 스트림 #1 단독의 또는 스트림 #2 단독의 비트율은 종래기술의 스트림과 동일한 품질의 경우 더 낮은 비트율일 것이며, 이는 종래기술의 스트림이 스트림 #1이나 스트림 #2의 두 배의 I 화상을 포함하기 때문이다. 종래기술의 스트림의 모든 I 화상에 대해, 스트림 #1이나 스트림 #2 중 어느 하나가 동일한 위치에서 I 화상을 포함한다.Referring to FIG. 2A, an exemplary picture coding pattern for two parallel video bitstreams is indicated generally by the
도 2a는 특정한 예를 나타내며, 본 발명의 사상을 유지하면서 다른 화상 코딩 패턴 및 병렬 비디오 비트스트림 수가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 특히 예컨대 장면 변경에서 코딩 효율에 대해 유리한 경우, I 화상이 동일한 위치의 둘 이상의 병렬 스트림에서 존재한다는 점이 가능하다. 인코더(112)에 대한 핵심 요건은 I 화상이 미리 결정된 간격 내에서 병렬 스트림 중 적어도 하나에 존재해야 한다는 것이다.2A illustrates a specific example, and it should be understood that other picture coding patterns and parallel video bitstream numbers may be used while maintaining the spirit of the present invention. If it is particularly advantageous for coding efficiency, for example in scene changes, it is possible that I pictures exist in two or more parallel streams at the same location. A key requirement for
병렬 비디오 스트림 각각은 임의의 원하는 율 제어 및 버퍼 모델을 따르도록 인코딩될 수 있다. 동일한 프로그램을 나타내는 병렬 비디오 스트림 각각은 동일한 율 제어 및 버퍼 모델을 따르도록 인코딩될 것이다. DSLAM(130)이 특정한 프로그램을 송신하기 시작하기 위해 요청을 수신할 때, STB(150)에 전송하기 위해 병렬 비디오 스트림 중 하나를 선택할 것이다. DSLAM(130)은, 예컨대 STB(150)이 꺼지거나 채널이 다른 프로그램으로 변경될 때와 같이 프로그램이 디스플레이됨을 중지할 때까지, 계속해서 선택된 스트림을 STB(150)에 전송할 것이다. 이러한 특성을 지원하기 위해 어떠한 특정한 지원도 STB(150)에서 필요치 않으며, 비디오 품질은 채널 변경 이후에 변하지 않는다. 새로이 요청된 채널을 나타내는 비디오를 표시할 경우 초기 지연이 있을 것이며, 그러한 초기 지연이 지난 후, STB(150)에서의 매끄러운 재생이 DSLAM(130)으로부터 STB(150)까지 DSL 국부 루프(140)를 거쳐서 평균 비트율에서 비트스트림을 송신하여 달성될 수 있다. 이것은 최대 품질이나 더 낮은 품질의 채널 변경 스트림 화상에 사용될 수 있는 DSLAM에서 채널 변경 스트림을 저장할 수 있는 전술된 시스템과 다르다. 전술된 시스템에서, 최대 품질의 채널 변경 화상이 사용될 때, 국부 루프에 걸친 더 높은 순시 대역폭이 매끄러운 재생에 대해 필요하다. 이러한 전술된 시스템에서, 더 낮은 품질의 채널 변경 화상이 사용될 때, 비디오 품질이 비디오 재생 시 잠시 감소한다. 본 발명에서, DSL 국부 루프(140)에 걸쳐 더 높은 순시 대역폭이나 잠시 감소한 비디오 품질 중 어느 것도 필요치 않다. 그러나, 본 발명에서, 국부 광대역 네트워크(120)에 대한 대역폭 요건이 증가한다.Each parallel video stream may be encoded to conform to any desired rate control and buffer model. Each parallel video stream representing the same program will be encoded to follow the same rate control and buffer model. When
DSLAM(130)이 병렬 비디오 스트림 중 전송할 스트림을 선택하기 위해 사용할 수 있는 하나의 예시적인 방법은 I 화상이 스트림 중 하나에 존재할 때까지 스트림 각각으로부터 인입된 패킷을 모니터링하는 것이다. 그러면, DSLAM(130)은 STB(150)에 전송할 I 화상을 포함하는 스트림을 선택할 수 있고, 이 선택된 스트림을 계속해서 전송할 수 있다. 패킷 헤더 내의 필드는 패킷이 I 화상을 포함함을 지시하도록 설정되어 I 화상이 특정한 스트림에 도달했을 때를 식별하기 위해 DSLAM(130)에서 필요한 동작을 간략화시킬 수 있다. 대안적으로, 병렬 스트림에서 I 화상의 위치는 사용자 데이터 필드와 같은 일부 다른 수단을 사용하여 송신될 수 있거나, 고정된 필요한 패턴을 따를 수 있다. 병렬 스트림 중 둘 이상이 동일한 화상 위치에서 I 화상을 포함한다면, 이들 스트림 중 임의의 스트림이 송신을 위해 선택될 수 있다.One example method that the
지역 광대역 네트워크(120)에 대한 대역폭 요건은 본 발명의 선택적 실시예를 사용하여 일부 경우에 감소될 수 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 선택적 실시예에 대한 예시적인 화상 코딩 순서 패턴이 일반적으로 참조번호(300)로 지시된다. 장면 변경이 비디오 시퀀스에서 발생할 때, P 화상보다 I 화상으로서 장면 변경 화상을 코딩하는 것이 전형적으로 좀더 코딩 효율적이다. 만약 I 화상이 예컨대 장면 변경이 발생하기 때문에 스케줄에 앞서 스트림 #1에 코딩된다면, 스트림 #2에서 I 화상 및 후속한 화상을 또한 전송하는 것이 필요치 않다. 그 경우, 어떠한 코딩된 화상도 STB(150)에서 원하는 채널 변경 간격을 또한 유지하면서 장면 변경 I 화상 다음의 기간 동안에 스트림 #2에 대해 송신될 필요가 없다. DSLAM(130)에서 스트림 선택기는, 채널 변경이 발생하지 않더라도 이 실시예가 사용된다면, 이제 대때로 스트림 #2에서 스트림 #1으로 스위칭해야 할 것이다. DSLAM(130)에서 선택기(134)의 동작을 단순화하기 위해 병렬 비디오 스트림에서 코딩된 화상의 존재나 부재를 지시하는 부차적 정보가 아마도 사용자 데이터로서 전송될 수 있다. 대안적으로, DSLAM(130)은 코딩된 화상이 스트림 #2에서 대응하는 코딩된 화상이 없더라도 스트림 #1에서 주어진 디스플레이 시간 동안 존재했다는 점을 결정할 수 있다.Bandwidth requirements for
도 4를 참조하면, 디지털 가입자 회선(DSL) 시스템에서 채널 변경할 수 있게 하기 위한 예시적인 방법이 일반적으로 참조번호(400)로 지시된다. 시작 블록(402)은 기능 블록(405)에 제어를 전달한다. 기능 블록(405)은 화상 번호를 설정하고(p=0), 제어를 기능 블록(407)에 전달한다. 기능 블록(407)은 스트림 번호를 설정하고(s=0), 제어를 결정 블록(410)에 전달한다. 결정 블록(410)은 스트림 번호(s)에서 화상 번호(p)가 I(인트라-코딩된) 화상인지의 여부를 결정한다. 만약 스트림 번호(s)에서 화상 번호(p)가 I 화상이 아니라면, 제어는 기능 블록(415)에 전달된다. 그렇지 않다면. 만약 스트림 번호(s)에서 화상 번호(p)가 I 화상이라면, 제어가 기능 블록(430)에 전달된다. 기능 블록(415)에서, 스트림 번호(s)는 1만큼 증분되고(즉, s=s+1), 제어는 결정 블록(420)에 전달된다. 결정 블록(420)은 s가 스트림의 (총) 수인지의 여부를 결정한다. 만약 스트림의 수와 같지 않다면, 제어는 기능 블록(415)에 다시 전달된다. 그렇지 않고, s가 스트림의 수라면, 제어는 기능 블록(425)에 전달된다. 기능 블록(425)은 화상 번호(p)를 1만큼 증분시키며(즉, p=p+1), 제어를 기능 블록(407)로 다시 전달한다. 기능 블록(430)에서, 스트림(s) 으로부터 화상(p)이 송신되고, 제어가 기능 블록(435)에 전달된다. 기능 블록(435)이 화상 번호(p)를 1만큼 증분시키고(즉, p=p+1), 제어를 결정 블록(440)에 전달한다. 결정 블록(440)은 "종료 요청"이 수신되었는지의 여부(즉, 사용자가 셋 톱 박스(150)를 껐는지)를 결정한다. 만약 종료 요청이 수신되지 않았다면, 제어가 결정 블록(445)에 전달된다. 그렇지 않고, 만약 종료 요청이 수신되었다면, 제어가 종료 블록(450)에 전달된다. 결정 블록(445)에서, 채널 변경 요청이 수신되었는지의 여부가 결정된다. 만약 채널 변경 요청이 수신되었다면, 제어가 결정 블록(410)에 다시 전달된다. 그렇지 않고, 만약 채널 변경 요청이 수신되지 않았다면, 제어가 결정 블록(460)에 전달된다. 결정 블록(460)은 화상(p)이 스트림(s)에서 존재하는지의 여부를 결정한다. 만약 화상(p)이 스트림(s)에 존재한다면, 제어가 기능 블록(430)에 다시 전달된다. 그렇지 않고, 만약 p가 스트림(s)에 존재하지 않는다면, 제어가 기능 블록(407)에 다시 전달된다.Referring to FIG. 4, an exemplary method for enabling channel change in a digital subscriber line (DSL) system is generally indicated at 400. The
본 발명의 많은 부수적인 장점/특성 중 일부에 대한 설명을 이제 할 것이다. 예컨대, 하나의 장점/특성은 동일한 프로그램에 대응하는 둘 이상의 비디오 스트림을 수신하고 스트림 내에서 인트라-코딩된 화상의 위치를 기초로 해서 송신할 스트림 중 하나를 선택하는 DSLAM에서 채널 변경 처리 유닛이다. 또 다른 장점/특성은 전술된 바와 같이 채널 변경 처리 유닛이며, 여기서, 인트라-코딩된 화상의 존재는 패킷 헤더에서 필드에 의해 결정된다. 게다가, 또 다른 장점/특성은 전술된 바와 같은 채널 변경 처리 유닛이며, 여기서, 인트라-코딩된 화상의 위치가 미리 결정된 패턴을 따른다. 또 다른 장점/특성은 동일한 프로그램을 나타내는 둘 이상의 비디 오 비트스트림을 생성하는 비디오 인코더이며, 이러한 프로그램은 별도의 비디오 비트스트림에서 서로 다른 위치에서 발생하는 인트라-코딩된 화상을 포함한다. 또한, 또 다른 장점/특성은 전술된 바와 같은 인코더이며, 여기서, 결합된 비디오 비트스트림의 인트라-코딩된 화상 사이의 최대 간격은 원하는 채널 변경 획득 시간을 기초로 해서 제한된다.Some of the many additional advantages / characteristics of the present invention will now be described. For example, one advantage / feature is a channel change processing unit in DSLAM that receives two or more video streams corresponding to the same program and selects one of the streams to transmit based on the location of the intra-coded picture within the stream. Another advantage / characteristic is the channel change processing unit as described above, where the presence of an intra-coded picture is determined by a field in the packet header. In addition, another advantage / characteristic is the channel change processing unit as described above, wherein the position of the intra-coded image follows a predetermined pattern. Another advantage / feature is a video encoder that generates two or more video bitstreams representing the same program, which include intra-coded pictures that occur at different locations in separate video bitstreams. Yet another advantage / feature is an encoder as described above, wherein the maximum spacing between intra-coded pictures of the combined video bitstream is limited based on the desired channel change acquisition time.
본 발명의 이들 및 다른 특성과 장점은 본 명세서의 교훈을 기초로 해서 당업자에 의해 쉽게 확인될 수 있다. 본 발명의 교훈은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 용도 프로세서나 그 결합의 여러 형태로 구현될 수 있다는 점을 이해해야 한다.These and other features and advantages of the present invention can be readily identified by those skilled in the art based on the teachings herein. It should be understood that the teachings of the present invention may be implemented in various forms of hardware, software, firmware, special purpose processors, or a combination thereof.
좀더 바람직하게, 본 발명의 교훈은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현된다. 게다가, 소프트웨어는 바람직하게는 프로그램 저장 유닛에서 명백하게 구현된 애플리케이션 프로그램으로서 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적절한 구조를 포함하는 머신에 업로드되고 이 머신에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입/출력(I/O) 인터페이스와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에서 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영체계 및 미세명령 코드를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 기술된 여러 프로세스 및 기능은 CPU에 의해 수행될 수 있는 미세명령 코드의 일부나, 애플리케이션 프로그램의 일부나, 이들의 일부 결합일 수 있다. 게다가, 여러 다른 주변 유닛은 추가적인 데이터 저장 유닛과 인쇄 유닛과 같은 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다.More preferably, the lessons of the invention are implemented in a combination of hardware and software. In addition, the software is preferably implemented as an application program that is explicitly implemented in the program storage unit. The application program can be uploaded to and executed by a machine containing any suitable structure. Preferably, the machine is implemented on a computer platform having hardware such as one or more central processing units (CPUs), random access memory (RAM), and input / output (I / O) interfaces. The computer platform may also include an operating system and microinstruction code. The various processes and functions described herein may be part of the microinstruction code, part of the application program, or some combination thereof that may be performed by the CPU. In addition, several other peripheral units can be connected to computer platforms such as additional data storage units and printing units.
수반한 도면에서 기술된 방법 및 구성 시스템 구성요소 중 일부가 바람직하게 소프트웨어로 구현되기 때문에, 시스템 구성요소나 프로세서 기능 블록 사이의 실제 연결은 본 발명이 프로그램되는 방식에 다라 서로 다를 수 있다는 점을 더 이해해야 한다. 본 명세서의 교훈이 주어지면, 당업자는 본 발명의 이들 및 유사한 구현이나 구성을 생각해낼 수 있을 것이다.Since some of the method and component system components described in the accompanying drawings are preferably implemented in software, the actual connection between the system components or processor functional blocks may further differ depending on how the invention is programmed. You have to understand. Given the teachings herein, one of ordinary skill in the art would be able to contemplate these and similar implementations or configurations of the present invention.
비록 예시적인 실시예가 수반한 도면을 참조하여 본 명세서에서 기술되었을 지라도, 본 발명은 이들 정밀한 실시예로 제한되지 않으며, 여러 변경 및 수정이 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 실현될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 모든 그러한 변경 및 수정이 첨부된 청구범위에서 제기된 본 발명의 범주 내에 포함될 것이다.Although the exemplary embodiments have been described herein with reference to the accompanying drawings, the invention is not limited to these precise embodiments, and various changes and modifications can be realized by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Understand that there is. All such changes and modifications will be included within the scope of the invention as set forth in the appended claims.
상술한 바와 같이, 본 발명은 디지털 가입자 회선 시스템 좀더 상세하게는 병렬 스트림을 사용하는 DSL 시스템에서 고속 채널 변경을 할 수 있게 하는 방법 및 장치에 이용된다. As described above, the present invention is used in a digital subscriber line system, and more particularly, in a method and apparatus for enabling fast channel change in a DSL system using parallel streams.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (3)
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